高考化学总复习 考点核心突破 7.2 化学平衡状态 化学平衡的移动课件.ppt

第二节化学平衡状态化学平衡的移动 考点一化学平衡状态1 可逆反应 1 概念 在 条件下 既能向正反应方向进行 又能向逆反应方向进行的化学反应 2 特点 二同一不能 二同 同一条件下 正 逆反应同时进行 相同 一不能 反应物和生成物同时存在 任意物质不能全转化为生成物 即反应物的转化率 100 2 化学平衡状态 1 建立过程 一定条件下的可逆反应随着反应的进行 与 相等 反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态 如如图 小于 正反应速率 逆反应速率 2 特点 逆 化学平衡研究的对象是可逆反应 等 达到平衡时 和 定 达到平衡时反应体系中 保持恒定 建立过程图示 正反应速率 逆反应速率相等 各组分的浓度 动 化学平衡是一种 平衡 变 当外界条件发生变化时 平衡可能发生移动 动态 提示 解析该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应 无论是否达平衡 只要温度不变 其混合气体的压强就不会改变 a不对 c项没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率 不能确定是否达到平衡 c不对 浓度具体比值还与投入起始量有关 不能作为平衡建立的标志 d不对 由于三种气体中只有i2是有颜色的 颜色不变说明i2的质量分数不变 达到了平衡 b对 答案b 2 2014 绵阳南山中学高三月考 工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇 co g 2h2 g ch3oh g h qkj mol 1判断该可逆反应达到平衡状态的标志是a 生成ch3oh的速率与消耗co的速率相等b 混合气体的密度不变c ch3oh co h2的浓度都不再发生变化d 混合气体的平均相对分子质量 解析a项 均指正反应速率 b项 由于反应物 生成物均为气体 且体积不变 所以密度始终不变 答案cd 解析n2o4充入恒压容器中分解生成no2 是体积变大的化学反应 因此密度逐渐减小 当达到平衡状态时 体积不再变化 密度亦不再变化 a正确 对于某一具体的反应 h是一个具体数值且始终保持不变 故不能说明反应达到平衡状态 b错 n2o4的正反应速率逐渐减小 最后保持不变 c错 转化率不变 说明反应物不再减少 即反应达到平衡 d正确 答案ad 方法规律化学平衡状态的判断方法1 判断平衡状态的方法 逆向相等 变量不变 1 逆向相等 反应速率必须一个是正反应的速率 一个是逆反应的速率 且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等 2 变量不变 如果一个量是随反应进行而改变的 当不变时为平衡状态 一个随反应的进行保持不变的量 不能作为是否是平衡状态的判断依据 注意 用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比 不一定是平衡状态 因为不论是否达到平衡 该关系一定存在 各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数比 不一定是平衡状态 因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化了 用不同物质表示的正 逆反应速率之比等于方程式的化学计量数比 一定是平衡状态 2 不同条件下的平衡状态的判断 说明 n 总 混合气体的总的物质的量 w 组分的百分含量 c 气体的浓度 混合气体的密度 p 容器内的压强 m 混合气体的平均相对分子质量 解析平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 a c不正确 平衡时y生成表示逆反应 z生成表示正反应且vy 生成 vz 生成 应为3 2 b不正确 由可逆反应的特点可知0 c1 0 14mol l 1 答案d 答案a 技法突破极端假设法确定各物质浓度范围上述题目2可根据极端假设法判断 假设反应正向或逆向进行到底 求出各物质浓度的最大值和最小值 从而确定它们的浓度范围 假设反应正向进行到底 考点二化学平衡的移动1 化学平衡移动的过程 2 平衡移动方向与反应速率的关系 1 v 正 v 逆 平衡向正反应方向移动 2 v 正 v 逆 平衡不移动 3 v 正 v 逆 平衡向逆反应方向移动 3 影响化学平衡的因素若其他条件不变 改变下列条件对平衡的影响如下 4 催化剂与化学平衡的关系使用催化剂 能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速率 可以缩短达到平衡的时间 但对化学平衡没有影响 5 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件 浓度 压强 温度等 之一 平衡将向着 能够减弱这种改变的方向移动 思维拓展1 某一可逆反应 一定条件下达到了平衡 若化学反应速率改变 平衡一定发生移动吗 若平衡发生移动 化学反应速率一定改变吗 提示 不一定 如反应前后气体分子数不变的反应 增大压强或使用催化剂 速率发生变化 但平衡不移动 一定 化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变 使v正 v逆才发生移动的 2 改变条件 平衡向正反应方向移动 原料的转化率一定提高吗 提示 不一定 不能把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来 当反应物总量不变时 平衡向正反应方向移动 反应物转化率提高 当增大一种反应物的浓度 使平衡向正反应方向移动时 只会使其他的反应物的转化率提高 3 升高温度 化学平衡会向着吸热反应的方向移动 此时放热反应方向的反应速率会减小吗 提示 不会 因为升高温度v吸和v放均增大 但二者增大的程度不同 v吸增大的程度大于v放增大的程度 故v吸和v放不再相等 v吸 v放 原平衡被破坏 平衡向吸热反应的方向移动 直至建立新的平衡 降温则相反 题组一考查外界条件对化学平衡移动的影响1 2014 资阳高三第二次诊断 一定条件下 通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料mgo mgso4 s co g mgo s co2 g so2 g h 0 该反应在恒容密闭容器中达到平衡后 若仅改变图中横坐标x的值 纵坐标y随x变化趋势合理的是 解析a项 达平衡后 co2与co的物质的量之比不再发生变化 b项 升温 正 逆反应速率均增大 c项 k只与温度有关 d项 增加mgso4 s 的量 co的转化率保持不变 答案b 解析因为该反应为反应前后气体体积不变的反应 增大压强只能增大反应速率但平衡不移动 由此判断a项与题意不符 因为该正反应为放热反应 降温使平衡向正反应方向移动 从而增大co的转化率 b项正确 增大co的浓度 平衡虽然向正反应方向移动但co的转化率会降低 因此c项与题意不符 d项催化剂对化学平衡无影响 因此d项也不符合要求 答案b 下列说法正确的是a m nb q 0c 温度不变 压强增大 y的质量分数减少d 体积不变 温度升高 平衡向逆反应方向移动 解析温度不变时 假设100 条件下 体积是1l时 y的物质的量为1mol 体积为2l时 y的物质的量为0 75mol l 1 2l 1 5mol 体积为4l时 y的物质的量为0 53mol l 1 4l 2 12mol 说明体积越小 压强越大 y的物质的量越小 y的质量分数越小 平衡向生成x的方向进行 m n a项错误 c项正确 体积不变时 温度越高 y的物质的量浓度越大 说明升高温度 平衡向生成y的方向移动 则q 0 b d项错误 答案c 解题模板解答平衡移动过程分析题的思维模型 题组二考查勒夏特列原理的应用4 2013 北京 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是 a b c d 由于一水合氨是弱电解质 存在电离平衡 所以氨水的浓度减小的过程就是对氨水稀释的过程 稀释有利于电离平衡的正向移动 所以稀释10倍后 ph的变化小于1 所以d也可以用平衡移动原理来解释 答案c 5 下列有关合成氨工业的叙述 可用勒夏特列原理来解释的是a 使用铁做催化剂 可提高合成氨反应的速率b 高压比常压条件更有利于合成氨的反应c 500 左右比室温更有利于合成氨的反应d 合成氨时采用循环操作 可提高原料的利用率解析催化剂只能改变反应途径 不能影响平衡的移动 a不符合题意 高压有利于合成氨反应的平衡右移 b符合题意 采用高温会使合成氨反应的平衡左移 但此温度下催化剂的活性较高 c不符合题意 循环操作与平衡移动没有直接关系 d不符合题意 答案b 易错易混平衡移动原理应用中的 三 误区 1 压强的影响实质是浓度的影响 所以只有当这些 改变 造成浓度改变时 平衡才有可能移动 2 化学平衡移动的目的是 减弱 外界条件的改变 而不是 消灭 外界条件的改变 改变是不可逆转的 新平衡时此物理量更靠近于改变的方向 如 增大反应物a的浓度 平衡右移 a的浓度在增大的基础上减小 但达到新平衡时 a的浓度一定比原平衡大 若将体系温度从50 升高到80 则化学平衡向吸热反应方向移动 达到新的平衡状态时50 t 80 考点三数形结合思想突破化学平衡图像题1 图像类型 1 含量 时间 温度 压强 图 常见形式有如下几种 c 指产物的质量分数 b 指某反应物的质量分数 3 其他 如图2所示曲线是其他条件不变时 某反应物的最大转化率 与温度 t 的关系曲线 图中标出的1 2 3 4四个点 表示v 正 v 逆 的点是3 表示v 正 v 逆 的点是1 而2 4点表示v 正 v 逆 2 解题策略 1 看图像 一看轴 即纵 横坐标的意义 二看点 即起点 拐点 交点 终点 三看线 即线的走向和变化趋势 四看辅助线 即等温线 等压线 平衡线等 五看量的变化 如浓度变化 温度变化 转化率变化 物质的量的变化等 2 依据图像信息 利用平衡移动原理 分析可逆反应的特征 吸热还是放热 气体的化学计量数增大 减小还是不变 有无固体或纯液体参加或生成等 3 先拐先平 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应先达到平衡 可能是该反应的温度高 浓度大 压强大或使用了催化剂 4 定一议二 勒夏特列原理只适用于一个条件的改变 所以图像中有三个变量 先固定一个量 再讨论另外两个量的关系 a 往平衡体系中加入少量金属铅后 c pb2 增大b 往平衡体系中加入少量sn no3 2固体后 c pb2 变小c 升高温度 平衡体系中c pb2 增大 说明该反应 h 0d 25 时 该反应的平衡常数k 2 2 答案d 1 图中共有两条曲线x和y 其中曲线 表示no2浓度随时间的变化 a b c d四个点中 表示化学反应处于平衡状态的点是 2 前10min内用no2表示的化学反应速率v no2 mol l 1 min 1 反应进行至25min时 曲线发生变化的原因是 3 若要达到与最后相同的化学平衡状态 在25min时还可以采取的措施是 a 加入催化剂b 缩小容器体积c 升高温度d 加入一定量的n2o4 解析 1 曲线x在0 10min达到平衡时浓度变化了0 4mol l 1 而曲线y在0 10min达到平衡时变化了0 2mol l 1 所以可得x曲线为no2的浓度变化曲线 达到平衡时浓度不再随时间而发生变化 所以b d点均表示反应已达到平衡状态 2 no2在0 10min达到平衡时浓度变化了0 4mol l 1 所以用no2表示的反应速率为0 04mol l 1 min 1 而在25min时 no2的浓度由0 6mol l 1突变为1 0mol l 1 而n2o4的浓度在25min时没有发生改变 所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0 4molno2 3 加入no2后平衡正向移动 所以若要达到与最后相同的化学平衡状态 还可通过增大压强 使平衡也同样正向移动 或者采取降低温度的方法 使平衡正向移动 也可以向容器中充入一定量n2o4 因为这样相当于增大容器中气体的压强 使得no2的转化率提高 即达到与最后的平衡相同的平衡状态 答案 1 xb和d 2 0 04加入了0 4molno2 或加入了no2 3 bd 解析由温度 时间图像可知 t2先达到平衡 因此t2 t1 温度升高 水蒸气含量减少 正反应是放热反应 因此b c不符合题意 由压强 时间图像可知 p1先达到平衡 即p1 p2 随着压强的增加 水蒸气含量增加 因此正反应是气体体积减小的反应 d不符合题意 只有a符合题意 答案a a t1 t2 p1 p2 a b c 正反应为吸热反应b t1 t2 p1 p2 a b c 正反应为吸热反应c t1 t2 p1 p2 a b c 正反应为吸热反应d t1 t2 p1 p2 a b c 正反应为放热反应解析当图像中有三个变量时 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 这叫做 定一议二 解答该题要综合运用 定一议二 和 先拐先平 的原则 由 t1 p1 和 t1 p2 两条曲线可以看出 温度相同 t1 但压强为p2时达到平衡所需的时间短 即反应速率大 所以p2 p1 压强较大 即压强为p2 时对应的w b 较大 说明增大压强平衡逆向移动 则a b c 由 t1 p2 和 t2 p2 两条曲线可以看出 压强相同 p2 但温度为t1时达到平衡所需的时间短 即反应速率大 所以t1 t2 温度较高 即温度为t1 时对应的w b 较小 说明升高温度平衡正向移动 故正反应为吸热反应 答案b a 正反应是放热反应 m n p qb 正反应是吸热反应 m n p qc 正反应是放热反应 m n p qd 正反应是吸热反应 m n p q解析图像中有三个量 应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系 定压强 讨论t与a的转化率的关系 同一压强下 温度越高 a的转化率越高 说明正反应是吸热反应 定温度 讨论压强与a的转化率的关系 同一温度下 压强越大 a的转化率越高 说明正反应是体积缩小的反应 即m n p q 答案d a 同温同压同z时 加入催化剂 平衡时q的体积分数增加b 同压同z时 升高温度 平衡时q的体积分数增加c 同温同z时 增加压强 平衡时q的体积分数增加d 同温同压时 增加z 平衡时q的体积分数增加 解析可逆反应中 催化剂只能改变化学反应速率 a错 由两个图像可知 m的体积分数随着温度升高而降低 即温度升高 平衡右移 故平衡时生成物q的体积分数增加 b正确 同为650 z 2 0 压强为1 4mpa时 y m 30 而压强为2 1mpa时 y m 35 即增大压强 平衡左移 故平衡时q的体积分数减小 c错 由图像可知 同温 同压时 若n的物质的量增加 而m的物质的量不变 则z增加 y m 减小 平衡右移 但q增加的物质的量远小于加入的n的物质的量 此时q的体积分数减小 d错 答案b 题组四化学反应速率 化学平衡综合图像7 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像 其中图像和实验结论表达均正确的是 a 是其他条件一定时 反应速率随温度变化的图像 正反应 h 0b 是在平衡体系的溶液中溶入少量kcl晶体后化学反应速率随时间变化的图像c 是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像 a是使用催化剂时的曲线d 是一定条件下 向含有一定量a的容器中逐渐加入b时的图像 压强p1 p2 答案c 下列说法中正确的是a 30 40min间该反应使用了催化剂b 反应方程式中的x 1 正反应为吸热反应c 30min